JP3580340B2

JP3580340B2 - Developing roller and developing device

Info

Publication number: JP3580340B2
Application number: JP11644897A
Authority: JP
Inventors: 原島　　寛; 英司澤; 隆太田中
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2017-04-18
Also published as: JPH10293453A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、静電潜像を保持した感光ドラムやベルト、紙，ＯＨＰ，印画紙等の紙葉類などの画像形成体に一成分現像剤を供給して、これら画像形成体表面に可視画像を形成するための現像ローラ及び該現像ローラを用いた現像装置に関し、更に詳述すると、現像剤のこぼれ落ちを防止するための現像剤シール部材が当接するローラ端部の摩耗を可及的に防止して、長期に亘って良好な画像を得ることができる現像ローラ、及び該現像ローラを用いた現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、潜像を保持した感光ドラム等の潜像保持体に一成分現像剤を供給し、潜像保持体表面の潜像に該現像剤を付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られており（米国特許第３１５２０１２号、同第３７３１１４６号等）、この方法によれば、磁性材料が不要であるため装置の簡素化、小型化が容易であると共に、トナーのカラー化が容易である。
【０００３】
この加圧現像法は、トナー（通常は非磁性一成分現像剤が用いられる）を担持した現像ローラを感光ドラム等の静電潜像を保持した潜像保持体に接触させて、トナーを該潜像保持体の潜像に付着させることにより現像を行うもので、このため上記現像ローラを導電性を有する弾性体で形成する必要がある。
【０００４】
即ち、この加圧現像法では、例えば図２に示されているように、トナーを供給するためのトナー塗布用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間に、上記現像ローラ１が配設され、これら現像ローラ１、感光ドラム５及びトナー塗布用ローラ４がそれぞれ図中矢印方向に回転することにより、トナー６がトナー塗布用ローラ４により現像ローラ１の表面に供給され、このトナーが成層ブレード７により均一な薄層に整えられ、この状態で現像ローラ１が感光ドラム５と接触しながら回転することにより、薄層に形成されたトナーが現像ローラ１から感光ドラム５の潜像に付着して、該潜像が可視化するようになっている。なお、図中８は転写部であり、ここで紙等の記録媒体にトナー画像を転写するようになっており、また９はクリーニング部であり、そのクリーニングブレード１０により転写後に感光ドラム５表面に残留するトナーを除去するようになっている。
【０００５】
この場合、現像ローラ１は、感光ドラム５に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければならず、このため、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周にシリコーンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の弾性ゴムやウレタンフォームなどに導電剤を配合して導電性を付与した弾性体からなる導電層を形成した構造となっている。
【０００６】
また、特開昭５８−１１６５５９号公報に開示されているように、潜像保持体に近接した非接触状態に配設された現像スリーブの表面に、薄層に成層した非磁性トナーを担持し、これを潜像保持体上に飛翔させてトナーを潜像保持体に供給し、現像を行う方法も提案されている。更に、上記潜像保持体がドラム状ではなく、ベルト状である場合や、紙，ＯＨＰ，印画紙等の紙葉類などの記録媒体に現像ローラから直接トナーを供給して画像を形成する方式もあり、このような方式においても同様の現像ローラを用いることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の現像ローラには、ローラ表面に当接する現像剤シール部材によって、表面が摩耗し、これにより種々の不都合が発生するという問題点がある。
【０００８】
即ち、図２には特に図示しなかったが、通常、図２に示したような現像装置には、図３に示されているように、トナー塗布用ローラ４の両端側に先端が現像剤１の表面に当接した現像剤シール部材１１，１１（通常、ポリウレタンフォーム製）が配設されており、これにより現像ローラ１へのトナー供給時にトナーが現像ローラ１の両端部からこぼれ落ちるのを防止するようになっているが、この現像剤シール部材１１，１１先端と当接した現像ローラ１の両端部外周面が摩耗し、摩耗部分からトナーの漏れが生じる。特に、化学的に重合して製造される所謂重合トナーの場合には、粒径７〜８ミクロンの均一で球状のトナーであることからトナーの漏れが生じ易く、このためトナーの漏れを防止するために上記現像剤シール部材１１，１１をきつく現像ローラ１に押し当てており、通常の粉砕トナーを用いた場合に比べて摩耗が生じ易い。また、摩耗が発生する機序はシール部材１１，１１により削れるというよりはむしろシール部材１１，１１とローラ１との間に固着した（固まった）トナーが現像ローラ１の表面を削ることにより生じているようであり、一度削れ始めると加速度的に摩耗が生じる。
【０００９】
このように、シール部材１１，１１と接触する現像ローラ１両端部に摩耗が生じると、この部分からトナーがこぼれ落ち、システムにもよるが感光ドラム５や該感光ドラム５を帯電させる帯電ローラ（図示せず）等の表面に漏れたトナーが固着して、帯電不良、印刷物のサイド汚れなどが発生し、最悪の場合には画像部にトナーがぼたぼた落ちることとなる。また、漏れたトナーがマシン内を汚し、システム自体に支障を来すこともある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、現像剤シール部材が当接する部分の摩耗を可及的に防止して、長期に亘って良好な画像を得ることができる現像ローラ、及び該現像ローラを用いた現像装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、現像ローラの表面に現像剤を担持して該現像剤の薄層を形成し、現像剤シール部材により現像剤のこぼれ落ちを防止しながら、該現像ローラを回転させて現像剤の薄層を画像形成体に接触又は近接させ、該画像形成体表面に上記現像剤を供給することにより、該画像形成体表面に可視画像を形成する場合に、ローラ表面にウレタン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の耐摩耗性に優れ、摩擦係数の小さい樹脂材料を塗布して樹脂層を形成し、かつ上記現像剤シール部材が接触する現像ローラの両端部に、この樹脂材料を厚塗りして耐摩耗性材料層を形成することにより、運転にともなう現像ローラ両端部の摩耗を効果的に防止して、長期に亘って良好な画像を形成し得ることを見い出し、本発明を完成したものである。
【００１２】
従って、本発明は、表面に現像剤を担持して該現像剤の薄層を形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該画像形成体表面に上記現像剤を供給することにより、該画像形成体表面に可視画像を形成する現像ローラにおいて、ローラ表面に樹脂材料を塗布して樹脂層を形成し、かつローラ両端部で該樹脂材料を厚塗りして、現像剤のこぼれ落ちを防止する現像剤シール部材が接触するローラ両端部の表面に、該樹脂材料からなる耐摩耗性材料層を形成したことを特徴とする現像ローラを提供する。
【００１３】
また、本発明は、外周面に現像剤を担持した状態で画像形成体表面に当接又は近接し、回転することにより、上記現像剤を画像形成体表面に付着させて画像形成体表面に可視画像を形成する現像ローラを具備してなる現像装置において、現像ローラとして上記本発明の現像ローラを用いたことを特徴とする現像装置を提供する。
【００１４】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の現像ローラは、上述のように、現像剤のこぼれ落ちを防止する現像剤シール部材が接触する部分に耐摩耗性材料層を形成したものであり、例えば、図１に示したように、良導電性シャフト２の外周に導電層３を形成したローラの現像剤シール部材１１，１１が接触する両端部に、耐摩耗性材料層３１を形成したものである。
【００１５】
ここで、上記シャフト２としては、良好な導電性を有するものであれば、いずれのものも使用し得るが、通常は金属性の中実体からなる芯金や内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフトが用いられる。
【００１６】
また、このシャフト２の外周に形成する導電層３は、ポリウレタン又はＥＰＤＭ等のエラストマー、フォーム材料または樹脂成型体などを基材として用い、それにカーボンブラック、金属、金属酸化物粉などの導電性粉体や、過塩素酸ナトリウムの如きイオン性導電物質を混入することにより、導電性を現像ローラとして最適な中抵抗領域１０^３〜１０^１０Ωｃｍ、特に１０^４〜１０^８Ωｃｍに調整されたものが好適である。
【００１７】
この場合、基材としてはポリウレタン、ＥＰＤＭ、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、及びこれらの混合物等が挙げられるが、特にポリウレタンとＥＰＤＭが好ましい。また、基材として用いられるその他の樹脂としては、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリカーボーネートなどが好ましく用いられる。
【００１８】
上記導電層３の基材として用いられるポリウレタンについて説明すると、ポリウレタンエラストマーやフォーム材は種々の方法で製造されたいずれのものでもよく、例えばカーボンブラックをポリウレタンプレポリマー中に配合し、プレポリマーを架橋反応させる方法、ポリオールに導電性材料を配合し、このポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネートと反応させる方法などの方法で得ることができる。
【００１９】
ポリウレタンを得る場合に用いられるポリヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用いられるポリオール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及び両者の共重合物であるポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオールなどの一般的なポリオールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製ＴＤＩ、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等が用いられる。
【００２０】
一方、ＥＰＤＭについては、この場合エチレンとプロピレンと第３成分とからなる三元重合体であり、上記第３成分としては、特に制限されるものではないが、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン等が好適に用いられる。また、上記エチレン、プロピレン及び第３成分の割合は、特に制限されるものではないが、エチレンの含有量が５〜９５重量％、プロピレンの含有量が５〜９５重量％、第３成分の含有量がヨウ素価で０〜５０とすることが好ましい。なお、ヨウ素価の異なる２種以上のＥＰＤＭを混合して用いることもできる。上記ＥＰＤＭには、シリコーンゴム又はシリコーン変性ＥＰＤＭあるいはこれら双方をブレンドして用いることもできる。この場合、シリコーンゴム、シリコーン変性ＥＰＤＭの混合量は、ＥＰＤＭ１００重量部に対して５〜８０重量部とすることができる。なお、上記シリコーン変性ＥＰＤＭとは、シラノール化合物やシロキサンを介してＥＰＤＭ及びシリコーンの両ポリマー間の結合力を高めたハイブリッドゴムをいう。
【００２１】
更にまた、導電層を架橋してゴム状物質とするために架橋剤、加硫剤を添加することができる。この場合、有機過酸化物架橋及び硫黄架橋のいずれの場合でも加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を用いることができる。更にまた、上記以外にもゴムの配合剤として一般に用いられているしゃく解剤、発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤等を添加することができる。
【００２２】
このポリウレタン又はＥＰＤＭを基材として導電層３を形成する場合には、表面上のトナー帯電量をコントロールする目的でニグロシン、トリアミノフェニルメタン、カチオン染料などの各種荷電制御剤、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ナイロンなどの微粉体を添加することができる。この場合、これら添加剤の添加量は、上記ポリウレタン又はＥＰＤＭ１００重量部に対して、上記荷電制御剤は１〜５重量部、上記微粉体は１〜１０重量部とすることが好ましい。
【００２３】
次に、この導電層３に導電性を付与するために用いられる導電性材料としては、まず粉体について例示すればケッチェンブラックＥＣ，アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラ−（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。この中で、価格が安く、少量で導電性を制御し易いものは、カーボンブラックである。これら導電性粉体は、通常ウレタン１００重量部に対して０．５〜５０重量部、特に１〜３０重量部の範囲で好適に用いられる。
【００２４】
また、導電性材料としてイオン導電性物質を例示すれば、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質、更に変性脂肪族ジメチルアンモニウムエトサルフェート、ステアリルアンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート、オクタデシルトリメチルアンモニウム過塩素酸塩、テトラブチルアンモニウムほうふっ酸塩等の有機イオン性導電物質が例示される。
【００２５】
本発明において、導電層３は、特に制限されるものではないが、上記導電性材料の配合により、上述のように、その抵抗値を１０^３〜１０^１０Ωｃｍ、特に１０^４〜１０^８Ωｃｍとすることが好ましい。抵抗値が１０^３Ωｃｍ未満であると電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧により現像ローラ自身が破壊したりする場合があり、一方１０^１０Ωｃｍを超えると、地かぶりが発生しやすくなる。
【００２６】
この導電層３の硬度は、特に制限されるものではないが、現像ローラが感光ドラム等の潜像保持体と接触する場合には、ＪＩＳ−Ａスケールで６０°以下、特に２５〜５５°とすることが好ましい。この場合、硬度が６０°を超えると感光ドラム等との接触面積が小さくなり、良好な現像が行えなくなるおそれがあるが、逆にあまり低硬度にすると圧縮永久歪が大きくなり、なんらかの理由で現像ローラに変形や偏心が生じた場合、画像の濃度むらが発生することとなる。このため、弾性層の硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪をなるべく小さくすることが好ましく、具体的には２０％以下とすることが好ましい。
【００２７】
また、導電層３の表面粗さ、即ち本発明現像ローラの表面粗さは、特に制限されるものではないが、ＪＩＳ１０点平均粗さで１５μｍＲｚ以下、特に１〜１０μｍＲｚとすることが好ましい。表面粗さが１５μｍＲｚを超えると一成分現像剤（トナー）のトナー層の層厚や帯電の均一性が損なわれる場合があるが、１５μｍＲｚ以下とすることにより、トナーの付着性を向上させることができると共に、長期使用時でのローラの摩耗による画像劣化をより確実に防止し得る。
【００２８】
本発明の現像ローラには、導電層３の表面部分に、該導電層３を形成する樹脂以外の樹脂成分を付与することができ、この樹脂成分としては、特に制限されるものではないが、感光ドラム等の潜像保持体に対して非汚染性であることが好ましく、具体的には、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることができる。これらの中では、特に成膜性、密着性の観点から、尿素樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる１種又は２種以上が好適に使用される。
【００２９】
この樹脂成分には、必要に応じて導電性材料を添加して導電性を付与することができ、導電性材料としては、上記導電層３に用いられるものと同様のものを例示することができる。この場合、通常は上記導電層３の表面部分にはカーボン等の導電性粉体が含まれていない方がより良好なトナー帯電性が得られるが、高速性を要するプリンター等に用いる場合には低圧かぶりの発生を効果的に防止するため、逆に導電層３の表面部分に導電性粉体を含有させることが好ましい。従って、この樹脂成分に添加する導電材料としてカーボン等の導電性粉体を採用するか否かは現像ローラの用途、目的に応じて適宜選定することができる。
【００３０】
かかる樹脂成分を導電層表面に付与する手段としては、上記樹脂成分を含有する樹脂溶液でローラの導電層３を表面処理する方法が好適に採用される。この場合表面処理は、樹脂溶液を調製した後、スプレー法、ロールコーター法、ディッピング法などにより行うことができる。例えば、ディッピングによる表面処理は、上記濃度の樹脂溶液に通常室温で５秒〜５分、好ましくは１０秒〜１分浸漬し、これを引き上げ、乾燥する方法を採用することができる。なお、スプレー法を採用する場合、処理液中の樹脂濃度をディッピング法より高く設定でき、例えば１０〜３０％の濃度に調整したものを使用することも可能である。なお、樹脂溶液を調製するための溶剤は、上記樹脂を溶解するものであればいずれのものでもよいが、通常はメタノール，エタノール，イソプロパノール等の低級アルコール、アセトン，メチルエチルケトン，シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレンなどが好ましく用いられる。
【００３１】
以上の樹脂成分による表面処理により、ローラ表面の低摩擦化はある程度達成されるが、更なる摩擦低減のため、この樹脂成分中に種々の添加剤を添加することができる。この場合、感光体への汚染がなく、表面処理の均一性が低下することなく、摩擦低減が可能な添加剤として、シリコーン樹脂、シリコーン樹脂粉体、フッ素系及びシリコーン系界面活性剤、シリコーン系カップリング剤及びシリカ粉体が好適に用いられる。
【００３２】
上記シリコーン樹脂としては、溶剤可溶性のもの、例えばメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、あるいはこれらの変性体、シリコーンエポキシブロック共重合体等が挙げられる。
【００３３】
シリコーン樹脂粉体としては、例えばメチルシリコーン或いはメチルフェニルシリコーン重合体、アミノ基変性シリコーン重合体の微粉体などが挙げられ、平均粒径０．１〜１００μｍの真球状及び不定形のものが好適に用いられる。
【００３４】
フッ素系界面活性剤としては、フッ化アルキルとカルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩等が結合したイオン性のもの、フッ化アルキルとアルコール、エーテル等が結合した非イオン性のもの、更に側鎖、主鎖にフッ化アルキルを含む重合体、共重合体などの高分子系のものが挙げられる。
【００３５】
シリコーン系界面活性剤としては、一般的なシロキサンオキシエチレンのようなメチルシリコーンと親水性、親油性セグメントとの結合体、メチルシリコーンとアクリルセグメントとの共重合体等の高分子系のものが挙げられる。
【００３６】
シリコン系カップリング剤としては、通常のシランカップリング剤だけでなく、末端にアミノ基、イソシアネート基、ビニル基等が導入されたシラン等が含まれる。
【００３７】
これらは単独で用いてもよく２種以上組合せて用いてもよい。なお、フッ素樹脂も摩擦低下剤として有効に作用する。上記摩擦低下剤の使用量は、上記樹脂成分１００重量部に対して１〜１００重量部、好ましくは１０〜７５重量部である。また、導電性材料としてイオン導電性物質を用いる場合には、上記樹脂溶液中に添加するイオン導電性物質の添加量を、上記樹脂成分１００重量部に対して０．００１〜１重量部とすることが好ましく、一方、導電性材料としてカーボン等の導電性粉体を用いる場合には、該導電性粉体の添加量を上記樹脂成分１００重量部に対して１〜５０重量部とすることが好ましい。
【００３８】
なお、この導電層３上に付与される樹脂成分は、導電層３の表面を完全に覆う被膜状のものであってもよく、また導電層３表面の凹凸内に該樹脂成分が点状に埋め込まれた点散在状であってもよく、更にはこの樹脂成分によって導電層３表面の凹凸の大部分が埋まり、凸部の先端のみが所々露出した状態であってもよい。
【００３９】
本発明の現像ローラは、上述したように、上記現像シール部材が接触する部分に耐摩耗性材料層を形成したものであり、例えば図１に示したように、上記現像剤シール部材１１，１１が当接する両端部において、上記導電層３上に又は上記樹脂成分を付与した場合にはその上に、耐摩耗性材料層３１，３１形成したものである。
【００４０】
この耐摩耗性材料層３１を形成する材料は、耐摩耗性に優れ、摩擦係数の小さい材料で形成されたものであればよく、具体的には、上述した樹脂成分と同様の材料を例示することができるが、特にウレタン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びシリコーン樹脂から選ばれた１種又は２種以上を混合して用いることが好ましい。また、この耐摩耗性材料層３１には、必要に応じて適宜な添加剤を配合することができ、添加剤としては、上述した樹脂成分に添加されるものと同様のものを例示することができる。
【００４１】
ここで、上記導電層３の表面に上述した樹脂成分を付与する場合、この樹脂成分と上記耐摩耗性材料層３１とは同一のものであっても異なるものであってもよい。また、上記樹脂成分とこの耐摩耗性材料層３１とが同一のものである場合には、上記樹脂成分を導電層３表面に付与する際にローラ両端部のみ材料を厚塗りすることによって、耐摩耗性材料層３１を形成することができる。
【００４２】
この耐摩耗性材料層３１の厚さは、特に制限されるものではないが、通常２〜７０μｍ、特に５〜１５μｍ程度とすることが好ましく、耐摩耗性材料層３１の厚さが２μｍ未満であると、耐摩耗効果が十分に発揮されない場合があり、一方７０μｍを超えると、感光ドラム５等の画像形成体にこの耐摩耗性材料層３１が強く押し付けられ、画像形成体５に耐摩耗性材料層３１が転写されてしまう場合がある。また、この耐摩耗性材料層３１の幅Ａ（図１参照）は、特に制限されるものではないが、上記現像剤シール部材１１の当接幅ａ（図１参照）を１００として、２５〜２００、特に５０〜１５０であることが好ましい。
【００４３】
また、上記耐摩耗性材料層３１が形成されたローラの両端部を、軸方向に沿って外側に向かうに従い漸次小径となるテーパー状に形成することもでき、これにより、耐摩耗性材料層３１の画像形成体への押し付け強さをある程度弱くすることができ、従って耐摩耗性材料層３１の厚さを厚くしてより良好な耐摩耗性を与えることができる。この場合、テーパーの角度は、特に制限されるものではないが、ローラ両端の外径が、画像形成に直接的に作用するローラ中央部の外径を１００として、９５以上〜１００未満、特に９８〜１００未満となるように設定することが好ましい。
【００４４】
本発明の現像ローラは、通常の現像装置に組み込むことができ、具体的には図２，３に示すように、トナーを供給するためのトナー塗布用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間に、現像ローラ１として本発明現像ローラを感光ドラム５と接触又は近接した状態で配設し、トナー塗布用ローラ４から現像剤シール部材１１，１１によりトナー６の漏れを防止しながらトナー６をこの現像ローラ１に供給し、これを成層ブレード７により均一な薄層に整え、更にこの薄層からトナーを感光ドラム５に供給し、該感光ドラム５の静電潜像にトナーを付着させて潜像を可視化することができる。なお、図２，３の詳細については、従来技術において説明しているのでその説明を省略する。
【００４５】
この場合、本発明の現像ローラは、図２，３のように、感光ドラム５表面に保持された静電潜像を現像剤で可視化する場合に好適に使用されるものであるが、本発明現像ローラにより現像剤を供給して可視画像を形成する画像形成体としては、上記感光ドラムに限定されるものではなく、ベルト状等のドラム状以外の潜像保持体や、更には記録媒体としての紙、ＯＨＰ、印画紙等の紙葉類に直接現像剤を供給して、これら紙葉類に可視画像を形成する用途にも好適に適用することができる。例えば、特開平８−１２９２９３号公報に開示された機構のように、紙やＯＨＰ等の紙葉類の裏面側に背面電極ローラを配置した状態で、該紙葉類の表面側に現像剤を担持した現像ローラを近接させ、この現像ローラ上の現像剤をアパチャ電極で制御しながら上記背面電極ローラへ向けて飛翔させることにより、該背面電極ローラと現像ローラとの間に配置された上記紙葉類に現像剤を供給して該紙葉類に可視画像を形成する現像ローラとしても本発明の現像ローラを好適に採用することができ、この場合にも本発明の現像ローラを用いることにより、長期使用による画質の低下を効果的に防止して、長期に亘って良好な画像を確実に再現することができるものである。
【００４６】
ここで、上記現像剤としては、非磁性の一成分現像剤が好適に用いられるが、磁性タイプの一成分現像剤を用いることもでき、例えば磁性一成分現像剤を用いて白黒画像印字を行う場合にも本発明の現像ローラ及び現像装置を好適に用いることができる。また、この現像剤は通常の粉砕トナーであっても化学的に重合した所謂重合トナーであってもよいが、本発明の現像ローラは、通常現像ローラの摩耗が著しい重合トナーに用いた場合にその摩耗防止効果が著しい。
【００４７】
【実施例】
以下、実施例，比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００４８】
［実施例１］
グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加して、分子量５０００としたポリエーテルポリオール（旭硝子（株）のエクセノール８２８）（ＯＨ値３３）１００部（重量部、以下同じ）に、ウレタン変性したＭＤＩ（ＮＣＯ％＝２３％、住友バイエルウレタン（株）製のスミジュールＰＦ）２５．０部、１，４−ブタンジオール２．５部、ジブチルチンジラウレート０．０１部を添加し、混合機を用いて予備混合した後、ペイントロールで混練してアセチレンブラック２．０部を均一に分散させ、ポリオール組成物を調製した。
【００４９】
これらを撹拌し、次いで１１０℃に加熱した金型に注入し、２時間硬化させて金属製のシャフトの外周に導電層を形成してローラを得、得られたローラの表面を下記の条件で乾式研磨してローラを作成した。フェノール樹脂を濃度１５重量％となるように溶解したメチルエチルケトンからなる塗料中に、得られたローラを浸漬して該ローラの表面の厚さ３μｍの樹脂層を形成すると共に、このとき両端部のみ厚塗りすることにより、ローラ両端部に厚さ５μｍ，幅６ｍｍの耐摩耗性材料層を形成し、現像ローラとした。
研磨条件
研磨機トラバース型円筒研磨機
砥石回転速度１５００ｒｐｍ
ワーク回転速度１００ｒｐｍ
トラバース速度１８０ｍｍ／ｍｉｎ
砥石の種類テイケン社製多孔砥石粒度８０〜１５０番
【００５０】
得られた現像ローラを図２，３に示した装置と同様の構成を有する現像装置（現像剤シール部材１１，１１の幅ａ値：４ｍｍ）に装着し、２３℃，５５％ＲＨ条件で画像出し試験を行ったところ、４５００枚印刷した後まで現像ローラの摩耗に基づく画像不良は発生しなかった。
【００５１】
［実施例２］
外径１８ｍｍのローラの両端部に外径が１７．９５ｍｍとなるようにテーパーを付けたこと以外は、実施例１と同様の現像ローラを得た。
【００５２】
得られた現像ローラにつき、実施例１と同様に画像出し試験を行ったところ、５５００枚印刷後でも、現像ローラに摩耗はほとんど見られず、得られた画像も良好なものであった。
【００５３】
［比較例］
ローラ両端部に厚塗りによる耐摩耗性材料層を形成せず、ローラ全面に均一厚の樹脂層を形成したこと以外は、実施例１と同様の現像ローラを得た。
【００５４】
得られた現像ローラにつき、実施例１と同様に画像出し試験を行ったところ、３５００枚あたりから現像ローラの摩耗による画像上のサイド汚れが発生し、実施例１，２のローラに比べて摩耗が激しいものであった。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像ローラ及びこれを用いた現像装置によれば、現像剤シール部材が当接する部分の摩耗を可及的に防止して、長期に亘って良好な画像を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明現像ローラの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の現像ローラが好適に用いられる現像装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】同現像装置を示す部分概略平面図である。
【符号の説明】
１現像ローラ
２シャフト
３導電層
４トナー塗布用ローラ
５感光ドラム（潜像保持体）
６トナー（現像剤）
７成層ブレード
８転写部
９クリーニング部
１０クリーニングブレード
１１現像剤シール部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a printer, an electrostatic recording apparatus, or the like, and is applied to an image forming body such as a photosensitive drum or belt holding an electrostatic latent image, paper, OHP, paper such as photographic paper. More specifically, the present invention relates to a developing roller for supplying a one-component developer to form a visible image on the surface of the image forming body and a developing device using the developing roller. More specifically, a developing device for preventing the developer from falling off. The present invention relates to a developing roller capable of preventing abrasion of a roller end portion with which an agent seal member contacts as much as possible and obtaining a good image for a long time, and a developing device using the developing roller.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a printer, or an electrostatic recording apparatus, a one-component developer is supplied to a latent image holding body such as a photosensitive drum holding a latent image, and the latent image on the surface of the latent image holding body is supplied to the latent image holding body. As a developing method for visualizing a latent image by attaching the developer, a pressure developing method is known (US Pat. Nos. 3,15,2012 and 3,731,146). According to this method, a magnetic material is not required. Therefore, the apparatus can be easily simplified and downsized, and the toner can be easily colored.
[0003]
In this pressure development method, a developing roller carrying a toner (usually a non-magnetic one-component developer is used) is brought into contact with a latent image holding member such as a photosensitive drum holding an electrostatic latent image, and the toner is discharged. The development is performed by attaching the latent image to the latent image on the latent image holding member. For this reason, the developing roller needs to be formed of an elastic material having conductivity.
[0004]
That is, in the pressure developing method, as shown in FIG. 2, for example, the developing roller is provided between a toner applying roller 4 for supplying toner and a photosensitive drum 5 holding an electrostatic latent image. 1, the developing roller 1, the photosensitive drum 5, and the toner applying roller 4 rotate in the direction of the arrow in the figure, so that the toner 6 is supplied to the surface of the developing roller 1 by the toner applying roller 4, The toner is arranged in a uniform thin layer by the layering blade 7, and in this state, the developing roller 1 rotates while being in contact with the photosensitive drum 5, so that the toner formed in the thin layer is transferred from the developing roller 1 to the photosensitive drum 5. The latent image adheres to the latent image so that the latent image can be visualized. In the drawing, reference numeral 8 denotes a transfer unit, which transfers a toner image to a recording medium such as paper. Reference numeral 9 denotes a cleaning unit, which is provided on the surface of the photosensitive drum 5 after transfer by a cleaning blade 10. The remaining toner is removed.
[0005]
In this case, the developing roller 1 must rotate while reliably maintaining a state in which the developing roller 1 is in close contact with the photosensitive drum 5, and therefore, a silicone rubber, NBR, EPDM It has a structure in which a conductive layer made of an elastic body having conductivity is formed by blending a conductive agent into elastic rubber such as urethane foam or the like.
[0006]
Further, as disclosed in JP-A-58-116559, a thin layer of non-magnetic toner is carried on the surface of a developing sleeve disposed in a non-contact state close to a latent image holding member. A method has also been proposed in which the toner is supplied to the latent image holding member by flying it onto the latent image holding member to perform development. Further, a method of forming an image by directly supplying toner from a developing roller to a recording medium such as paper, OHP, photographic paper, etc., in a case where the latent image holding member is not in a drum shape but in a belt shape. In such a method, a similar developing roller can be used.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional developing roller has a problem in that the surface is worn by the developer seal member abutting on the roller surface, which causes various inconveniences.
[0008]
In other words, although not specifically shown in FIG. 2, the developing device as shown in FIG. 2 usually has a developer at both ends of the toner application roller 4 as shown in FIG. The developer seal members 11 and 11 (usually made of polyurethane foam) are provided in contact with the surface of the developing roller 1, so that when toner is supplied to the developing roller 1, the toner spills from both ends of the developing roller 1. However, the outer peripheral surfaces of both ends of the developing roller 1 abutting on the tips of the developer seal members 11, 11 are worn, and toner leaks from the worn portions. In particular, in the case of a so-called polymerized toner produced by chemically polymerizing, a uniform and spherical toner having a particle diameter of 7 to 8 μm is apt to leak, so that the toner is prevented from leaking. For this reason, the developer seal members 11 are pressed against the developing roller 1 tightly, so that abrasion is more likely to occur as compared with the case where ordinary pulverized toner is used. Further, the mechanism of the occurrence of abrasion is not caused by scraping by the seal members 11, 11, but rather caused by toner fixed (hardened) between the seal members 11, 11 and the roller 1 shaving the surface of the developing roller 1. And once it starts to be worn, wear occurs at an accelerated rate.
[0009]
As described above, when wear occurs at both ends of the developing roller 1 in contact with the seal members 11, 11, the toner spills out from this portion, and depending on the system, the photosensitive drum 5 and a charging roller (see FIG. (Not shown), the toner leaks and adheres to the surface to cause poor charging, side stains on printed matter, and the like, and in the worst case, the toner falls onto the image area. In addition, the leaked toner may contaminate the inside of the machine, which may hinder the system itself.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a developing roller capable of obtaining a good image over a long period of time by minimizing wear of a portion where a developer seal member abuts. An object is to provide a developing device using a roller.
[0011]
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention
The present inventors have conducted intensive studies in order to achieve the above object, and as a result, carried a developer on the surface of a developing roller to form a thin layer of the developer, and prevented the developer from falling off by a developer sealing member. While the developing roller is rotated, a thin layer of the developer is brought into contact with or close to the image forming body, and the developer is supplied to the surface of the image forming body to form a visible image on the surface of the image forming body. If you doA roller layer formed by applying a resin material having excellent abrasion resistance such as urethane resin, phenol resin, fluorine resin, and silicone resin on the roller surface and having a small friction coefficient to form a resin layer, and contacting the developer seal member. Thickly apply this resin material to both endsBy forming a wear-resistant material layer, it has been found that abrasion of both ends of the developing roller during operation can be effectively prevented, and a good image can be formed over a long period of time. is there.
[0012]
Accordingly, the present invention provides a method of forming a thin layer of the developer by carrying the developer on the surface and, in this state, contacting or approaching the image forming body to supply the developer to the surface of the image forming body. Thereby, in a developing roller for forming a visible image on the surface of the image forming body,A resin material is applied to the roller surface to form a resin layer, and the resin material is thickly applied at both ends of the roller,On the surface of both ends of the roller where the developer seal member for preventing the developer from falling off,Consisting of the resin materialA developing roller provided with a wear-resistant material layer is provided.
[0013]
In addition, the present invention provides a method in which the developer adheres to or adheres to the surface of the image forming body in a state in which the developer is carried on the outer peripheral surface, and the developer is attached to the surface of the image forming body so as to be visible on the surface of the image forming body. There is provided a developing device comprising a developing roller for forming an image, wherein the developing roller of the present invention is used as the developing roller.
[0014]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
As described above, the developing roller of the present invention has a wear-resistant material layer formed at a portion where a developer seal member for preventing the developer from spilling off is provided. For example, as shown in FIG. A roller having a conductive layer 3 formed on the outer periphery of a good conductive shaft 2 is provided with a wear-resistant material layer 31 at both ends where the developer seal members 11, 11 come into contact.
[0015]
Here, as the shaft 2, any shaft may be used as long as it has good conductivity. Usually, the shaft 2 is made of a metal core or a metal cylinder having a hollow inside. A metal shaft such as a body is used.
[0016]
The conductive layer 3 formed on the outer periphery of the shaft 2 is made of an elastomer such as polyurethane or EPDM, a foam material or a resin molded body as a base material, and a conductive powder such as carbon black, metal or metal oxide powder. By mixing the body and an ionic conductive substance such as sodium perchlorate, the medium resistance region 10 having an optimum conductivity as a developing roller is obtained.³-10¹⁰Ωcm, especially 10⁴-10⁸Those adjusted to Ωcm are preferred.
[0017]
In this case, as the base material, polyurethane, EPDM, natural rubber, butyl rubber, nitrile rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, silicone rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, and mixtures thereof However, polyurethane and EPDM are particularly preferred. Further, as other resins used as the base material, phenol resins, polyesters, polycarbonates and the like are preferably used.
[0018]
The polyurethane used as the base material of the conductive layer 3 will be described. The polyurethane elastomer and the foam material may be any of those produced by various methods. For example, carbon black is blended in a polyurethane prepolymer, and the prepolymer is crosslinked. It can be obtained by a method of reacting, a method of blending a conductive material with a polyol, and a method of reacting the polyol with a polyisocyanate by a one-shot method.
[0019]
Polyhydroxyl compounds used for obtaining polyurethane include polyols used for general flexible polyurethane foam and urethane elastomer production, for example, polyether polyols having a polyhydroxyl group at a terminal, polyester polyols, and copolymers of both. In addition to a certain polyether polyester polyol, general polyols such as a polyolefin polyol such as polybutadiene polyol and polyisoprene polyol, and a so-called polymer polyol obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in the polyol can be used. Examples of the polyisocyanate compound include polyisocyanates which are also used for producing general flexible polyurethane foams and urethane elastomers, that is, tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude MDI, aliphatic polyisocyanates having 2 to 18 carbon atoms, alicyclic polyisocyanates having 4 to 15 carbon atoms, and mixtures and modified products of these polyisocyanates, such as prepolymers obtained by partially reacting with polyols, etc. Used.
[0020]
On the other hand, EPDM is a terpolymer composed of ethylene, propylene and a third component in this case. The third component is not particularly limited, but may be dicyclopentadiene, ethylidene norbornene, 4-hexadiene or the like is preferably used. The proportions of ethylene, propylene and the third component are not particularly limited, but the content of ethylene is 5 to 95% by weight, the content of propylene is 5 to 95% by weight, and the content of the third component is The amount is preferably 0 to 50 in iodine value. Note that two or more EPDMs having different iodine values can be used in combination. The above-mentioned EPDM can be used by blending silicone rubber or silicone-modified EPDM or both. In this case, the mixing amount of the silicone rubber and the silicone-modified EPDM can be 5 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the EPDM. The silicone-modified EPDM is a hybrid rubber in which the bonding force between both EPDM and silicone polymers is increased via a silanol compound or siloxane.
[0021]
Furthermore, a crosslinking agent and a vulcanizing agent can be added to crosslink the conductive layer into a rubbery substance. In this case, a vulcanization aid, a vulcanization accelerator, a vulcanization acceleration aid, a vulcanization retarder and the like can be used in both cases of organic peroxide crosslinking and sulfur crosslinking. Furthermore, peptizing agents, foaming agents, plasticizers, softeners, tackifiers, antiblocking agents, separating agents, mold release agents, extenders, coloring agents that are commonly used as rubber compounding agents other than those described above. Etc. can be added.
[0022]
When the conductive layer 3 is formed using this polyurethane or EPDM as a base material, various charge control agents such as nigrosine, triaminophenylmethane, and cationic dye, silicone resin, and silicone rubber are used in order to control the amount of toner charge on the surface. And fine powder such as nylon. In this case, the amount of these additives is preferably 1 to 5 parts by weight of the charge control agent and 1 to 10 parts by weight of the fine powder, based on 100 parts by weight of the polyurethane or EPDM.
[0023]
Next, as a conductive material used for imparting conductivity to the conductive layer 3, powdery conductive carbon such as Ketjen black EC, acetylene black, SAF, ISAF, HAF, FEF are exemplified. , GPF, SRF, FT, MT, etc. carbon for rubber, carbon for color (ink) subjected to oxidation treatment, pyrolytic carbon, natural graphite, artificial graphite, antimony-doped tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, Examples thereof include metals and metal oxides such as nickel, copper, silver, and germanium, and conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, and polyacetylene. Among them, carbon black is inexpensive and easily controls conductivity in a small amount. These conductive powders are suitably used usually in an amount of 0.5 to 50 parts by weight, especially 1 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of urethane.
[0024]
In addition, when an ionic conductive material is exemplified as a conductive material, inorganic ionic conductive materials such as sodium perchlorate, lithium perchlorate, calcium perchlorate, and lithium chloride, and further modified aliphatic dimethylammonium ethosulfate and stearyl Examples thereof include organic ionic conductive substances such as ammonium acetate, lauryl ammonium acetate, octadecyltrimethylammonium perchlorate, and tetrabutylammonium borate.
[0025]
In the present invention, the conductive layer 3 is not particularly limited, but has a resistance value of 10 as described above by blending the conductive material.³-10¹⁰Ωcm, especially 10⁴-10⁸Ωcm is preferred. Resistance value is 10³If it is less than Ωcm, the charge may leak to the photosensitive drum or the like, or the developing roller itself may be broken by the voltage.¹⁰If it exceeds Ωcm, ground fogging is likely to occur.
[0026]
The hardness of the conductive layer 3 is not particularly limited, but when the developing roller contacts a latent image holding member such as a photosensitive drum, the hardness is 60 ° or less, particularly 25 to 55 ° on a JIS-A scale. Is preferred. In this case, if the hardness exceeds 60 °, the contact area with the photosensitive drum or the like becomes small, and good development may not be performed. On the other hand, if the hardness is too low, the compression set becomes large, and for some reason, the If the roller is deformed or eccentric, uneven density of the image occurs. For this reason, even when the hardness of the elastic layer is set to a low hardness, it is preferable to reduce the compression set as much as possible, specifically, it is preferable to set it to 20% or less.
[0027]
The surface roughness of the conductive layer 3, that is, the surface roughness of the developing roller of the present invention is not particularly limited, but is preferably 15 μmRz or less, particularly preferably 1 to 10 μmRz in terms of JIS 10-point average roughness. When the surface roughness exceeds 15 μmRz, the thickness of the toner layer of the one-component developer (toner) and the uniformity of charging may be impaired. However, by adjusting the surface roughness to 15 μmRz or less, the adhesion of the toner can be improved. It is possible to more reliably prevent image deterioration due to abrasion of the roller during long-term use.
[0028]
In the developing roller of the present invention, a resin component other than the resin forming the conductive layer 3 can be added to the surface portion of the conductive layer 3, and the resin component is not particularly limited, It is preferably non-staining to a latent image holding member such as a photosensitive drum, specifically, urea resin, melamine resin, alkyd resin, modified alkyd resin such as phenol-modified or silicone-modified, oil-free alkyd resin, An acrylic resin, a silicone resin, a fluorine resin, a phenol resin, a polyamide resin, an epoxy resin, a polyester resin, a maleic acid resin, a urethane resin, and the like can be given. Among these, from the viewpoints of film forming properties and adhesion, one or two selected from urea resins, melamine resins, silicone resins, phenol resins, alkyd resins, modified alkyd resins, oil-free alkyd resins, and acrylic resins The above is preferably used.
[0029]
A conductive material can be added to the resin component as needed to impart conductivity, and examples of the conductive material include the same as those used for the conductive layer 3. . In this case, the better toner charging property is usually obtained when the surface portion of the conductive layer 3 does not contain conductive powder such as carbon. In order to effectively prevent the occurrence of low-pressure fogging, it is preferable that the surface portion of the conductive layer 3 contains conductive powder. Therefore, whether or not to use a conductive powder such as carbon as the conductive material to be added to the resin component can be appropriately selected according to the use and purpose of the developing roller.
[0030]
As a means for applying such a resin component to the surface of the conductive layer, a method of surface-treating the conductive layer 3 of the roller with a resin solution containing the above resin component is suitably employed. In this case, after preparing the resin solution, the surface treatment can be performed by a spray method, a roll coater method, a dipping method, or the like. For example, for the surface treatment by dipping, a method of immersing the resin solution in the above-described concentration at room temperature for 5 seconds to 5 minutes, preferably 10 seconds to 1 minute, pulling it up, and drying it can be adopted. When the spray method is adopted, the concentration of the resin in the processing solution can be set higher than that of the dipping method, and for example, a resin whose concentration is adjusted to 10 to 30% can be used. The solvent for preparing the resin solution may be any solvent as long as it dissolves the above resin. Usually, lower alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; Toluene, xylene and the like are preferably used.
[0031]
The surface treatment with the above resin component can reduce the friction of the roller surface to some extent, but various additives can be added to the resin component to further reduce the friction. In this case, silicone resin, silicone resin powder, fluorine-based and silicone-based surfactants, silicone-based additives are used as additives capable of reducing friction without causing contamination of the photoreceptor and without reducing the uniformity of the surface treatment. Coupling agents and silica powder are preferably used.
[0032]
Examples of the silicone resin include those soluble in a solvent, for example, methyl silicone, methyl phenyl silicone, a modified product thereof, and a silicone epoxy block copolymer.
[0033]
Examples of the silicone resin powder include fine powder of methyl silicone or methyl phenyl silicone polymer, amino group-modified silicone polymer, etc., and spherical and amorphous particles having an average particle size of 0.1 to 100 μm are preferably used. Used.
[0034]
Examples of the fluorinated surfactant include ionic ones in which alkyl fluoride is bonded to carboxylic acid, carboxylate, sulfonate, etc., nonionic ones in which alkyl fluoride is bonded to alcohol, ether, and the like. Polymers such as polymers and copolymers containing an alkyl fluoride in the chain and main chain may be mentioned.
[0035]
Examples of the silicone-based surfactant include high-molecular-weight surfactants such as a conjugate of a general methyl silicone such as siloxaneoxyethylene and a hydrophilic or lipophilic segment, and a copolymer of a methyl silicone and an acrylic segment. Can be
[0036]
Examples of the silicon-based coupling agent include not only a normal silane coupling agent but also a silane having an amino group, an isocyanate group, a vinyl group, or the like introduced into a terminal.
[0037]
These may be used alone or in combination of two or more. In addition, a fluororesin also effectively acts as a friction reducing agent. The amount of the friction reducing agent to be used is 1 to 100 parts by weight, preferably 10 to 75 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin component. When an ionic conductive substance is used as the conductive material, the amount of the ionic conductive substance to be added to the resin solution is 0.001 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the resin component. Preferably, on the other hand, when a conductive powder such as carbon is used as the conductive material, the amount of the conductive powder is 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component. preferable.
[0038]
The resin component provided on the conductive layer 3 may be in the form of a film that completely covers the surface of the conductive layer 3. It may be a scattered point scattered state, or a state in which most of the irregularities on the surface of the conductive layer 3 are buried by this resin component, and only the tip of the convex part is partially exposed.
[0039]
As described above, the developing roller of the present invention has a wear-resistant material layer formed at a portion where the developing seal member comes into contact. For example, as shown in FIG. Are formed on the conductive layer 3 or, when the resin component is applied, on the two end portions where the abrasion resistant material layers 31, 31 are formed.
[0040]
The material for forming the wear-resistant material layer 31 may be a material having excellent wear resistance and a small coefficient of friction. Specifically, the same material as the resin component described above is exemplified. In particular, it is preferable to use one or more selected from urethane resins, phenol resins, fluororesins and silicone resins. The wear-resistant material layer 31 may contain an appropriate additive as necessary. Examples of the additive include those similar to those added to the resin component described above. it can.
[0041]
Here, when the above-mentioned resin component is applied to the surface of the conductive layer 3, the resin component and the wear-resistant material layer 31 may be the same or different. When the resin component and the wear-resistant material layer 31 are the same, when the resin component is applied to the surface of the conductive layer 3, the material is thickly applied only at both end portions of the roller, so that the resin component is thickened. The wearable material layer 31 can be formed.
[0042]
Although the thickness of the wear-resistant material layer 31 is not particularly limited, it is usually preferably 2 to 70 μm, particularly preferably about 5 to 15 μm, and the thickness of the wear-resistant material layer 31 is less than 2 μm. When the thickness is more than 70 μm, the abrasion-resistant material layer 31 is strongly pressed against an image forming body such as the photosensitive drum 5, and the abrasion-resistant effect is exerted on the image forming body 5. The material layer 31 may be transferred. The width A (see FIG. 1) of the wear-resistant material layer 31 is not particularly limited, but is 25 to 25 when the contact width a (see FIG. 1) of the developer seal member 11 is 100. Preferably it is 200, especially 50-150.
[0043]
Further, both ends of the roller on which the wear-resistant material layer 31 is formed may be formed in a tapered shape having a gradually decreasing diameter toward the outside along the axial direction. Of the abrasion resistant material layer 31 can be made thicker to provide better abrasion resistance. In this case, the angle of the taper is not particularly limited, but the outer diameter of both ends of the roller is 95 or more to less than 100, particularly 98, with the outer diameter of the roller central portion directly acting on image formation as 100. It is preferable to set so as to be less than 100.
[0044]
The developing roller of the present invention can be incorporated in an ordinary developing device. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, a toner coating roller 4 for supplying toner and a photosensitive roller holding an electrostatic latent image are provided. The developing roller of the present invention is arranged between the drum 5 and the developing roller 1 in a state of being in contact with or close to the photosensitive drum 5, and the leakage of the toner 6 from the toner coating roller 4 is prevented by the developer sealing members 11, 11. While the toner 6 is supplied to the developing roller 1, the toner 6 is formed into a uniform thin layer by the layering blade 7, and the toner is further supplied from the thin layer to the photosensitive drum 5 to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 5. The latent image can be visualized by attaching toner. Note that the details of FIGS. 2 and 3 have been described in the related art, and a description thereof will be omitted.
[0045]
In this case, the developing roller of the present invention is preferably used when the electrostatic latent image held on the surface of the photosensitive drum 5 is visualized with a developer as shown in FIGS. The image forming body that forms a visible image by supplying a developer with a developing roller is not limited to the photosensitive drum, and may be a latent image holding member other than a drum shape such as a belt shape, or a recording medium. The present invention can also be suitably applied to a use in which a developer is directly supplied to paper sheets such as paper, OHP, photographic paper, etc. to form a visible image on these paper sheets. For example, as in the mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-129293, with a back electrode roller disposed on the back side of paper such as paper or OHP, a developer is applied to the front side of the paper sheet. By bringing the carried developing roller close to and causing the developer on the developing roller to fly toward the back electrode roller while being controlled by the aperture electrode, the paper disposed between the back electrode roller and the developing roller is controlled. The developing roller of the present invention can also be suitably used as a developing roller that supplies a developer to the leaves to form a visible image on the paper sheet. In this case, by using the developing roller of the present invention, In addition, it is possible to effectively prevent deterioration in image quality due to long-term use, and to reliably reproduce a good image over a long period of time.
[0046]
Here, as the developer, a non-magnetic one-component developer is preferably used, but a magnetic-type one-component developer can also be used. For example, black-and-white image printing is performed using a magnetic one-component developer. In such a case, the developing roller and the developing device of the present invention can be suitably used. Further, the developer may be a normal pulverized toner or a so-called polymerized toner which is chemically polymerized.However, the developing roller of the present invention is generally used when the developing roller is used for a polymerized toner having remarkable wear. The wear prevention effect is remarkable.
[0047]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[0048]
[Example 1]
Methane (NCO) obtained by adding urethane-modified MDI (NCO % = 23%, 25.0 parts of Sumitomo PF manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd., 2.5 parts of 1,4-butanediol and 0.01 part of dibutyltin dilaurate are added, and the mixture is preliminarily prepared using a mixer. After mixing, the mixture was kneaded with a paint roll to uniformly disperse 2.0 parts of acetylene black to prepare a polyol composition.
[0049]
These are stirred, then poured into a mold heated to 110 ° C., cured for 2 hours to form a conductive layer on the outer periphery of a metal shaft to obtain a roller, and the obtained roller surface is subjected to the following conditions. Rollers were prepared by dry polishing. The obtained roller is immersed in a paint made of methyl ethyl ketone in which a phenol resin is dissolved to a concentration of 15% by weight to form a resin layer having a thickness of 3 μm on the surface of the roller. By coating, a wear-resistant material layer having a thickness of 5 μm and a width of 6 mm was formed on both ends of the roller to form a developing roller.
Polishing conditions
Polishing machine Traverse type cylindrical polishing machine
Wheel rotation speed 1500rpm
Work rotation speed 100rpm
Traverse speed 180mm / min
Type of grindstone Teike's perforated grindstone Particle size 80-150
[0050]
The obtained developing roller is mounted on a developing device (width a value of the developer seal members 11, 11: 4 mm) having the same configuration as the device shown in FIGS. 2 and 3, and an image is formed at 23 ° C. and 55% RH. As a result, a defective image due to wear of the developing roller did not occur until 4,500 sheets were printed.
[0051]
[Example 2]
A developing roller similar to that of Example 1 was obtained, except that both ends of a roller having an outer diameter of 18 mm were tapered so that the outer diameter became 17.95 mm.
[0052]
An image forming test was performed on the obtained developing roller in the same manner as in Example 1. As a result, even after printing 5,500 sheets, the developing roller showed almost no wear, and the obtained image was good.
[0053]
[Comparative example]
A developing roller similar to that of Example 1 was obtained except that a wear-resistant material layer was not formed on both ends of the roller by thick coating, and a resin layer having a uniform thickness was formed on the entire surface of the roller.
[0054]
An image forming test was performed on the obtained developing roller in the same manner as in Example 1. As a result, side stains on the image occurred due to the wear of the developing roller from around 3,500 sheets, and the image was worn as compared with the rollers of Examples 1 and 2. Was intense.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the developing roller and the developing device using the same according to the present invention, it is possible to obtain a good image over a long period of time by minimizing wear of a portion where the developer seal member contacts. Is what you can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a developing roller of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a developing device in which the developing roller of the present invention is suitably used.
FIG. 3 is a partial schematic plan view showing the developing device.
[Explanation of symbols]
1 Developing roller
2 shaft
3 Conductive layer
4 Toner application roller
5 Photosensitive drum (latent image holder)
6. Toner (developer)
7 Layering blade
8 Transfer unit
9 Cleaning section
10 Cleaning blade
11 Developer seal member

Claims

A developer is carried on the surface to form a thin layer of the developer, and in this state, the developer is supplied to the surface of the image forming body by contacting or approaching the image forming body, thereby forming the image forming body. In a developing roller that forms a visible image on the surface,
A resin material is applied to the surface of the roller to form a resin layer, and the resin material is thickly applied at both ends of the roller to contact a developer seal member for preventing the developer from spilling on the surfaces of both ends of the roller. A developing roller comprising a wear-resistant material layer made of the resin material .

2. The developing roller according to claim 1, wherein a width of the wear-resistant material layer is 25 to 200, where a contact width of the developer seal member is 100. 3.

The developing roller according to claim 1, wherein the thickness of the wear-resistant material layer is 2 to 70 μm.

The resin material for forming the resin layer and the wear-resistant material layer contains one or more resins selected from urethane resins, phenol resins, fluororesins, and silicone resins. The developing roller according to any one of claims 1 to 3, wherein

5. The developing roller according to claim 1, wherein both end portions of the roller on which the wear-resistant material layer is formed are formed in a tapered shape having a diameter gradually decreasing toward the outside along the axial direction.

6. The developing roller according to claim 5, wherein the outer diameter of both ends of the tapered roller is 95 or more and less than 100, where 100 is the outer diameter of the central portion of the roller that directly acts on image formation.

A developing roller for forming a visible image on the surface of the image forming body by causing the developer to adhere to the surface of the image forming body by rotating while being in contact with or close to the surface of the image forming body while the developer is carried on the outer peripheral surface. 7. A developing device comprising: the developing roller according to claim 1 as the developing roller.

The developing device according to claim 7, wherein a polymerization developer is used as the developer.